JP4140877B2 - 細穴放電加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は細穴放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
細穴放電加工装置で加工する穴径は使用する棒状電極の直径と放電加工条件（放電エネルギー、加工液の電気導電度など）により決定されるが、主として電極の直径に依存する。したがって、求める穴の直径に対しては通常電極の直径を選択する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、市販されてる電極の直径は０．１ｍｍピッチであるので、その間の直径の穴が必要な場合には、その都度電極を製作する必要がある。
【０００４】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、市販されている電極では加工できないサイズの穴加工をする場合、その都度電極を製作することが不要な細穴放電加工装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として請求項１に記載の細穴放電加工装置は、上下方向に位置決め自在のスライドに棒状電極の上端部を保持する電極ホルダを回転自在に設けると共に、該電極ホルダを回転駆動する電極モータとを設けた細穴放電加工装置において、前記棒状電極の下端部を回転自在にかつ前記上下方向に摺動可能に軸支する電極ガイドを設け、該電極ガイドに該電極ガイドの中心から偏心量ｅだけ偏心した位置を回転中心とする前記棒状電極が通過自在の回転軸を設け、前記電極ガイドの偏心量がゼロの位置を回転中心とすると共に前記棒状電極が通過自在の回転駆動軸を設け、該回転駆動軸の前記回転中心から偏心量ｅだけ偏心した位置に前記電極ガイドの回転軸を回転可能に嵌合して設け、前記電極ガイドを前記回転中心に対して最大偏心量の範囲内において所望する偏心量で偏心回転自在に設けたことを要旨とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の細穴放電加工装置は、請求項１に記載の細穴放電加工装置において、前記電極ガイドの電極ガイド部はダイヤモンド、サファイヤまたはルビーなどの高硬度の鉱石またはセラミックスからなるＶ溝ブロックと平面ブロックとを接合して三角形断面のガイド穴を形成してなることを要旨とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１０】
図１は本発明の係る細穴放電加工装置全体の概略説明図である。細穴放電加工装置１の基台３にはコラム５が立設してあり、このコラム５の上部にＮＣ装置（図示省略）に制御される主軸送りモータ７が設けてある。またコラム５内部には前記主軸送りモータ７に回転駆動される送りねじ９が下方に延伸させて設けてある。この送りねじ９両端部は軸受け１１ａ，１１ｂに回転自在に軸支してある。
【００１１】
前記コラム５の左側面（図１において左側）には、２本の平行なガイドレール１３が上下方向に敷設してある。そして、このガイドレール１３に上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に係合するスライド１５が設けてある。このスライド１５には棒状またはパイプ状の電極１７（以後単に電極と呼ぶ）を装着する電極ホルダ１９が設けてある。
【００１２】
また、前記スライド１５には電極ホルダ１９を回転駆動する電極モータ２１が設けてある。また、スライド１５には前記コラム５内に突出するナット部材２３が設けてあり、このナット部材２３に前記送りねじ９が螺合させてある。
【００１３】
前記電極ホルダ１９の下方には電極ガイド偏心手段２５が設けてあり、前記電極１７の下端部分はこの電極ガイド偏心手段２５に設けた後述の電極ガイド５５にガイドされるように設けてある。また、電極１７の下方の前記基台３上には、前記Ｚ軸に直交する平面（Ｘ−Ｙ平面）内においてワーク２９を移動位置決め可能なワークテーブル３１が設けてある。
【００１４】
上記構成において、ＮＣ装置（図示省略）に制御される主軸送りモータ７により送りねじ９を回転駆動することにより、スライド１５をＺ軸上の所望の位置に位置決めすることができる。したがって、電極の先端とワーク２９との間の距離を一定に維持しながら放電加工を行うことも可能である。
【００１５】
図２に示す様に、前記電極ガイド偏心手段２５は次の如き構成となっている。
【００１６】
前記スライド１５の下部には複数のボルト３３によってハウジング３５を着脱可能に取付けてある。このハウジング３５左側下面に設けた軸受け取付け穴３７には、復列アンギュラ玉軸受けの如き軸受け３９が嵌合してある。この軸受け３９は軸受け外輪に係合する環状の軸受け押さえ４１をハウジング３５にボルト４２で固定してハウジング３５に保持してある。なお、軸受け３９の両端にはダストシール３８が設けてある。
【００１７】
上述の軸受け３９には中空円筒状の回転駆動軸４３が回転自在に取付けてある。この回転駆動軸４３の上部には小径部４５を形成すると共にハウジング上面に突出させて設け、この小径部４５にプーリ４９を取付けてある。また、回転駆動軸４３の下部には軸受け内輪端に当接するフランジ４７が設けてある。
【００１８】
上記構成において、軸受け３９の内輪を環状のスペーサ５１を介してフランジ４７とプーリ４９とで挟持することにより、回転駆動軸４３をこの軸受け内輪に回転自在に固定してある。
【００１９】
前記回転駆動軸４３の下面側には、電極ガイド取付け穴５３が設けてあり、この電極ガイド取付け穴５３に電極ガイド５５の回転軸５７が回転可能に嵌合してある。また止めねじ５８により回転軸５７を回転駆動軸４３に固定してある。
【００２０】
前記電極ガイド取付け穴５３は、前記回転駆動軸４３の回転中心から「ｅ」だけ偏心した位置に設けてあり、一方、前記電極ガイド５５は前記回転軸５７から「ｅ」だけ偏心した位置に電極ガイド部５９が設けてある。
【００２１】
上述の電極ガイド部５９には、ダイヤモンド、サファイア、ルビーなどの高硬度の鉱石またはセラミックスからなるＶ溝ブロック６１と平面ブロック６３とを接合して、接触面積が小さく摩擦抵抗が少ない三角形断面のガイド穴が形成してある。これにより、従来は長い細穴加工が困難であるため、せいぜい直径の５倍（５*Ｄ）程度のガイド穴しかできないところ、直径の約１０倍（１０*Ｄ）のガイド穴９１を形成することができた。
【００２２】
なお、電極１７をガイドする部分は出来るだけ長い方がよく、実施例では高硬度の鉱石を分割して接合する製作手法を採用することにより１０ｍｍ以上のガイド穴を形成することが可能となった。
【００２３】
上述の如く、電極１７の横断面を三角形としたので、電極１７を３点接触で支持することになり摩擦抵抗を小さくすることができる。その結果、クリアランスを２μｍ程度に押さえることが可能となり、電極の横振れを小さくすることができる。なお、ガイド穴の長さは１０倍以上にするのが望ましい。
【００２４】
前述の電極ガイド部５９の上部の回転軸５７部には、前記電極１７通過自在の連通穴６５が設けてあり、また電極ガイド取付け穴５３の上部の電極ガイド駆動軸４３には穴径が「２ｅ」以上の連通穴６７が設けてある。
【００２５】
上記構成において、電極ホルダ１９に保持された電極１７の先端を回転駆動軸４３と回転軸５７を経由して電極ガイド５５の電極ガイド部５９まで挿入することができる。
【００２６】
前記ハウジング３５の左側面（図２において）に取付けたブラケット６９にモータ７１を設け、このモータ７１の出力軸に設けた駆動プーリ７３と前記電極ガイド駆動軸４３に設けたプーリ４９との間に駆動ベルト７５が掛け回してある。
【００２７】
上記構成の電極ガイド偏心手段２５において、電極ガイド５５に偏心回転をさせる場合について図２、図３を参照しながら説明する。
【００２８】
図２および図３は、電極ガイド５５の中心と回転駆動軸４３の回転中心とが一致した状態を示したものであり、この状態でモータ７１により回転駆動軸４３を回転駆動しても電極１７は偏心回転をしない。
【００２９】
電極１７に偏心回転をさせる場合には、止めねじ５８を緩め、手動で電極ガイド５５を回転すれば、電極ガイド５５の中心は、図３に示す様に電極ガイド５５の中心を半径「ｅ」で回転するので、必要な偏心回転の半径になる位置まで回転させて固定する。
【００３０】
例えば、電極ガイド５５を図３の位置から１８０度回転すると、電極ガイド５５の中心は回転駆動軸４３の回転中心から「２ｅ」の位置にくる。この時、電極ガイド５５の回転駆動軸４３の回転中心に対する回転半径が最大（半径＝２ｅ）となる。したがって、０度と１８０度の間で所望する回転半径に電極ガイド５５設定することができる。
【００３１】
なお、電極の径より最大０．１ｍｍ大きい穴を加工するとして、必要な偏心量（ｅ）は、２ｅ＝０．１ｍｍより、偏心量（ｅ）は少なくとも０．０５ｍｍあればよい。したがって、電極ガイド５５を０度〜１８０度の間で適宜に回動することにより、電極の偏心回転の半径を０ｍｍ〜から０．１ｍｍの間の適宜な値に設定することができる。
【００３２】
なお、前記回転駆動軸４３のフランジ４７部に回転半径を示す目盛りを入れ、これと電極ガイド５５のフランジ部の基線に合わせれば回転半径が読みとれる様にするのが望ましい。また、電極ガイド５５の回転角度（θ）と偏心半径ｒとの関係は、ｒ＝２ｅ*ｓｉｎ（θ／２）から計算できる。
【００３３】
本発明の実施例においては、直径が０．１５ｍｍ〜６．５ｍｍまでの電極を使用することができる。そして、電極ガイド５５の先端部のみを上述の様に偏心回転をさせても、電極が約１．５ｍｍ程度までの細径の場合には加工精度に影響が出ない。これより太い場合には、電極ガイド５５だけでなく電極ホルダ１９も同時に偏心回転をさせることが望ましい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１または請求項２の発明によれば、電極を自転させると共に所望する偏心量で、偏心回転させながらワークに対しての送りを与える放電加工ができるので、０．１ｍｍピッチの市販の電極では加工の出来ない中間径の穴でも、電極を交換することなく加工することができる。例えば、０．１５φ，０．１６φ，…，３．６５φなどの穴を電極を交換することなく加工することができる。
【００３５】
また、貫通穴の径の拡大、側面の仕上げ加工を行うことができる。パイプ電極を使用する場合には、通常中心部が加工されずに残る、いわゆる「へそ」の部分をマルチチャンネル電極を使用せずに除去することができる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、電極ガイドの電極ガイド部は高硬度の鉱石またはセラミックスからなるＶ溝ブロックと平面ブロックとを接合して、接触面積が小さく摩擦抵抗が少ない三角形断面のガイド穴を形成したので、電極の横断面を３点接触で支持することになり摩擦抵抗を小さくすることができる。また、クリアランスを２μｍ程度に押さえることが可能となり電極の横振れを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る細穴放電加工装置の全体の概略図。
【図２】図１のＡ部の拡大図。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１ 細穴放電加工装置
３ 基台
５ コラム
７ 主軸送りモータ
９ 送りねじ
１１ａ，１１ｂ 軸受け
１３ ガイドレール
１５ スライド
１７ 電極
１９ 電極ホルダ
２１ 電極モータ
２３ ナット部材
２５ 電極ガイド偏心手段
２９ ワーク
３１ ワークテーブル
３３ ボルト
３５ ハウジング
３７ 軸受け取付け穴
３８ ダストシール
３９ 軸受け
４１ 軸受け押さえ
４２ ボルト
４３ 回転駆動軸
４５ 小径部
４７ フランジ
４９ プーリ
５１ スペーサ
５３ 電極ガイド取付け穴
５５ 電極ガイド
５７ 回転軸
５８ 止めねじ
５９ 電極ガイド部
６１ Ｖ溝ブロック
６３ 平面ブロック
６５，６７ 連通穴
６９ ブラケット
７１ モータ
７３ 駆動プーリ
７５ 駆動ベルト

Claims (2)

1. 上下方向に位置決め自在のスライドに棒状電極の上端部を保持する電極ホルダを回転自在に設けると共に、該電極ホルダを回転駆動する電極モータとを設けた細穴放電加工装置において、前記棒状電極の下端部を回転自在にかつ前記上下方向に摺動可能に軸支する電極ガイドを設け、該電極ガイドに該電極ガイドの中心から偏心量ｅだけ偏心した位置を回転中心とする前記棒状電極が通過自在の回転軸を設け、前記電極ガイドの偏心量がゼロの位置を回転中心とすると共に前記棒状電極が通過自在の回転駆動軸を設け、該回転駆動軸の前記回転中心から偏心量ｅだけ偏心した位置に前記電極ガイドの回転軸を回転可能に嵌合して設け、前記電極ガイドを前記回転中心に対して最大偏心量の範囲内において所望する偏心量で偏心回転自在に設けたことを特徴とする細穴放電加工装置。
2. 請求項１に記載の細穴放電加工装置において、前記電極ガイドの電極ガイド部はダイヤモンド、サファイヤまたはルビーなどの高硬度の鉱石またはセラミックスからなるＶ溝ブロックと平面ブロックとを接合して三角形断面のガイド穴を形成してなることを特徴とする細穴放電加工装置。

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